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数字图像相关中亚像素位移测量算法的研究 被引量:89
1
作者 潘兵 谢惠民 福隆 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第2期245-252,共8页
为提高位移测量精度而提出的各种亚像素位移测量算法被认为是数字图像相关方法中的关键技术之一,详细了解已有各算法的性能无疑具有实际意义.总结文献中3种最常用的亚像素位移测量算法,首先用无噪声的计算机仿真散斑图对各算法的性能... 为提高位移测量精度而提出的各种亚像素位移测量算法被认为是数字图像相关方法中的关键技术之一,详细了解已有各算法的性能无疑具有实际意义.总结文献中3种最常用的亚像素位移测量算法,首先用无噪声的计算机仿真散斑图对各算法的性能从计算精度和计算效率两个方面进行了比较研究,并用实际实验图片对其性能做进一步的研究,结果显示在图像子区大小相同的情况下,基于空域相关函数迭代的牛顿-拉普森方法计算结果最为精确、稳定. 展开更多
关键词 数字图像相关 亚像素 曲面拟合 梯度算法 牛顿-拉普森方法
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数字图像相关中的亚像素位移定位算法进展 被引量:87
2
作者 潘兵 谢惠民 +1 位作者 续伯钦 福隆 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2005年第3期345-352,共8页
数字图像相关方法(DIC)已经作为一种常用的光学计量有效手段应用于实验力学及其它科学研究和工程应用领域中.经过20多年的发展,该方法日渐成熟和完善.作为提高测量精度的亚像素位移定位算法被认为是该方法的关键技术之一.本文对二维数... 数字图像相关方法(DIC)已经作为一种常用的光学计量有效手段应用于实验力学及其它科学研究和工程应用领域中.经过20多年的发展,该方法日渐成熟和完善.作为提高测量精度的亚像素位移定位算法被认为是该方法的关键技术之一.本文对二维数字图像相关的基本原理及其中为提高测量精度而提出的各种亚像素位移定位算法做了概括性的介绍.在总结已有研究成果的基础上,分析了各种方法优缺点.并对数字图像相关方法的最新进展作了简要介绍,随着算法精度、效率以及硬件设备性能的提高,该方法必将会获得更广泛的应用. 展开更多
关键词 数字图像相关 亚像素 曲面拟合 梯度算法 Newton-Rapshon(N-R)方法 遗传算法 定位算法 位移 关中 工程应用
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面内位移测量的基于梯度的数字图像相关方法 被引量:36
3
作者 潘兵 续伯钦 +1 位作者 谢惠民 福隆 《光学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期643-647,共5页
将整像素位移搜索和基于微区统计性质的亚像素位移梯度算法相结合的数字图像相关方法具有计算简单、求解效率高等优点。该方法的基本假设是变形前后的子区做刚体平移,这则与有位移梯度存在的实际情况相矛盾。首先分析了该基本假设的理... 将整像素位移搜索和基于微区统计性质的亚像素位移梯度算法相结合的数字图像相关方法具有计算简单、求解效率高等优点。该方法的基本假设是变形前后的子区做刚体平移,这则与有位移梯度存在的实际情况相矛盾。首先分析了该基本假设的理论误差,在基于梯度的数字图像相关方法中,得出变形子区做刚体平移的假设和在Newton-Rapshon方法中子区均匀变形的假设所获得的变形子区中心位移在理论上为相同的结论。然后用四组实验来验证该方法在实际实验条件下的计算精度和稳定性,并在铝板试件的单向拉伸实验中,将该方法与N-R方法在有应变存在情况下的计算结果作比较,结果表明该方法计算的位移和理论位移符合得很好,但其计算速度和效率要远优越于N-R方法。 展开更多
关键词 数字图像相关 梯度算法 亚像素 Newton-Rapshon(N—R)方法
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条纹图象的数字化自动分析处理技术之一:条纹中心法 被引量:20
4
作者 福隆 王朝阳 《光子学报》 EI CAS CSCD 1999年第8期700-706,共7页
条纹中心法是光学条纹图象数字化自动分析处理的重要方法之一.本文全面地介绍了条纹中心法技术分析处理光学条纹图象的详细过程,并对条纹中心的提取、条纹级数的确定与插值等关键技术做了重点说明.
关键词 光学条纹 图象 自动分析处理 条纹中心 数字化
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云纹干涉与钻孔法测量残余应力的实验方法与系统 被引量:23
5
作者 福隆 亚敏 +1 位作者 谢惠民 吕坚 《实验力学》 CSCD 北大核心 2003年第3期313-318,共6页
应变片钻孔法是工程中应用最广的残余应力测量方法之一.由于应变片只能得到其长度范围内的平均应变,测量误差比较大.本文提出用云纹干涉法测量的位移信息代替应变片测量的应变信息来确定残余应力,用有限元建立位移与残余应力之间的关系... 应变片钻孔法是工程中应用最广的残余应力测量方法之一.由于应变片只能得到其长度范围内的平均应变,测量误差比较大.本文提出用云纹干涉法测量的位移信息代替应变片测量的应变信息来确定残余应力,用有限元建立位移与残余应力之间的关系.基于以上理论,开发了一种可以进行现场残余应力测量的便携式云纹干涉钻孔系统,并用该仪器进行了铝合金激光焊接接头的残余应力测量,得到了焊缝中心残余应力值. 展开更多
关键词 云纹干涉法 钻孔法 残余应力 测量方法 激光焊接 实验方法 焊接接头
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搅拌摩擦焊接头残余应力的试验 被引量:17
6
作者 亚敏 福隆 吕坚 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期53-56,共4页
搅拌摩擦焊是 90年代出现的一种新型焊接技术 ,特别适用于熔化焊接性差的铝合金等材料。搅拌摩擦焊接头的纵向残余应力分布具有高应力梯度的特点 ,传统的应变片钻孔法不能满足测量要求。提出了云纹干涉钻孔法测量非均匀分布残余应力的... 搅拌摩擦焊是 90年代出现的一种新型焊接技术 ,特别适用于熔化焊接性差的铝合金等材料。搅拌摩擦焊接头的纵向残余应力分布具有高应力梯度的特点 ,传统的应变片钻孔法不能满足测量要求。提出了云纹干涉钻孔法测量非均匀分布残余应力的计算公式和试验方法。该方法由云纹干涉法测量钻孔释放的位移条纹 ,通过确定孔边待测区域内三个测量点的条纹值 ,可直接得到该区域内的残余应力。利用该方法测量了铝合金薄板搅拌摩擦焊接头纵向残余应力沿深度和横向的分布 ,其分布规律表现为在搅拌带内为拉应力 ,搅拌带外残余应力的值迅速下降 ,并变为压应力以保持平衡。 展开更多
关键词 搅拌摩擦焊 残余应力 云纹干涉法 钻孔法 焊接接头
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编织结构复合材料热膨胀特性的实验研究 被引量:20
7
作者 姚学锋 杨桂 +2 位作者 姚振汉 福隆 易金明 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第4期20-25,共6页
对二维和三维碳纤维 /环氧树脂编织结构复合材料的热膨胀特性进行实验研究 ,确定编织复合材料热膨胀系数的各向异性分布特征 ,给出其热膨胀特性与纤维编织模式和纤维体积含量之间的相互依赖关系 ,分析编织复合材料的热膨胀机理 ,表明其... 对二维和三维碳纤维 /环氧树脂编织结构复合材料的热膨胀特性进行实验研究 ,确定编织复合材料热膨胀系数的各向异性分布特征 ,给出其热膨胀特性与纤维编织模式和纤维体积含量之间的相互依赖关系 ,分析编织复合材料的热膨胀机理 ,表明其热膨胀系数的可设计性 ,为设计复合材料零膨胀结构提供实验依据和理论分析。 展开更多
关键词 编织结构复合材料 热膨胀系数 碳纤维 环氧树脂
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应用数字图像相关方法测量含缺陷试样的全场变形 被引量:20
8
作者 潘兵 谢惠民 +1 位作者 续伯钦 福隆 《实验力学》 CSCD 北大核心 2007年第3期379-384,共6页
利用数字图像相关方法测量表面带孔洞、裂纹、缺口等缺陷试样的全场变形是许多实际测量任务中经常遇到的问题。就此问题,本文阐述了一种先对要避免计算的缺陷区域进行标记,在随后进行的相关计算中直接避免这些标记区域的方法。在已计算... 利用数字图像相关方法测量表面带孔洞、裂纹、缺口等缺陷试样的全场变形是许多实际测量任务中经常遇到的问题。就此问题,本文阐述了一种先对要避免计算的缺陷区域进行标记,在随后进行的相关计算中直接避免这些标记区域的方法。在已计算得到全场位移的情况下,文中提出了基于局部位移场最小二乘拟合的方法来计算区域边界、孔洞、裂纹或缺口附近等区域应变。最后对单侧边带半圆缺口试样的单向疲劳拉伸实验的计算结果充分显示本文方法的有效性和可靠性。 展开更多
关键词 数字图像相关 最小二乘拟合 应变
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高温全息光栅的制作工艺研究 被引量:13
9
作者 谢惠民 袁杰 福隆 《光学技术》 CAS CSCD 1993年第3期14-16,共3页
本文提出了应用双镀层光刻法制作高温全息光栅的新工艺。此工艺范围广,制栅对象可选择陶瓷、石英等耐高温的非金属材料,也可选择耐高温合金等金属材料。高温实验结果表明.双镀层高温全息光栅具有较好的抗氧化能力,可作为高温变形测量的... 本文提出了应用双镀层光刻法制作高温全息光栅的新工艺。此工艺范围广,制栅对象可选择陶瓷、石英等耐高温的非金属材料,也可选择耐高温合金等金属材料。高温实验结果表明.双镀层高温全息光栅具有较好的抗氧化能力,可作为高温变形测量的基本元件使用。 展开更多
关键词 全息光栅 云纹干涉法 网格法
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条纹图象的数字化自动分析处理技术之二:相位分析法 被引量:8
10
作者 王朝阳 福隆 《光子学报》 EI CAS CSCD 1999年第11期996-1001,共6页
相位分析法是目前光学条纹图象数字化自动分析处理中的最重要方法之一. 本文较全面地介绍了相位分析技术,并对相位分析的关键技术——相位的滤波和解包络方法做了重点说明. 文中给出了相位解包络的实例并讨论了图象数字化自动分析处... 相位分析法是目前光学条纹图象数字化自动分析处理中的最重要方法之一. 本文较全面地介绍了相位分析技术,并对相位分析的关键技术——相位的滤波和解包络方法做了重点说明. 文中给出了相位解包络的实例并讨论了图象数字化自动分析处理技术的实际应用状况. 展开更多
关键词 光学条纹图象 自动分析处理 相位分析 数字化
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一种非接触式测定材料弹性常数的新方法 被引量:10
11
作者 何存富 周辛庚 福隆 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 1997年第6期720-725,共6页
提出一种非接触式测定材料弹性常数的新方法———通过测量由激光脉冲轰击试件表面产生的纵波和表面波速度,求得材料弹性常数.这种方法具有非接触性,适用于高温、有毒等环境下(或在线)的测量.所得的结果表明,该方法为特殊环境下... 提出一种非接触式测定材料弹性常数的新方法———通过测量由激光脉冲轰击试件表面产生的纵波和表面波速度,求得材料弹性常数.这种方法具有非接触性,适用于高温、有毒等环境下(或在线)的测量.所得的结果表明,该方法为特殊环境下弹性常数的非接触测量提供了一种行之有效的方法. 展开更多
关键词 激光超声 纵波 表面波 非接触测量 弹性常数
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纳米云纹法实验研究 被引量:10
12
作者 谢惠民 赵兵 +2 位作者 福隆 岸本哲 张维 《光学技术》 EI CAS CSCD 2000年第3期192-195,共4页
结合原子力显微镜技术提出了一种新型纳米云纹方法 ,并应用该方法进行纳米范围的变形。实验中选用原子力显微镜显示屏的扫描线做为参考栅 ,云母和高纯定向石墨的晶格结构做为试件。对纳米云纹形成原理及测量方法进行了详尽讨论。运用该... 结合原子力显微镜技术提出了一种新型纳米云纹方法 ,并应用该方法进行纳米范围的变形。实验中选用原子力显微镜显示屏的扫描线做为参考栅 ,云母和高纯定向石墨的晶格结构做为试件。对纳米云纹形成原理及测量方法进行了详尽讨论。运用该方法对强脉冲激光辐照激光照射之后云母试样的剩余变形进行测量研究。成功的实验结果表明这种方法是可行性的 ,可望在纳米力学行为研究中获得广泛应用。 展开更多
关键词 原子力显微镜 云纹法 纳米测量 光栅 剩余变形
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单壁碳纳米管力学行为的数字散斑相关法实验研究 被引量:8
13
作者 谢惠民 刘战伟 +3 位作者 朱宏伟 方岱宁 福隆 尚海霞 《光学技术》 CAS CSCD 2004年第4期449-451,454,共4页
通过直接单向拉伸超长单壁碳纳米管束长绳,首次借助高精度数字散斑相关法,并结合显维放大技术,测量了单壁碳纳米管的弹性模量和拉伸强度。试验中观察了单壁碳纳米管束长绳的断裂过程。单壁碳纳米管束长绳通过改进的化学气相沉积技术生... 通过直接单向拉伸超长单壁碳纳米管束长绳,首次借助高精度数字散斑相关法,并结合显维放大技术,测量了单壁碳纳米管的弹性模量和拉伸强度。试验中观察了单壁碳纳米管束长绳的断裂过程。单壁碳纳米管束长绳通过改进的化学气相沉积技术生成。试验得到单壁碳纳米管的平均杨氏模量为129.0±70.3GPa,平均拉伸强度为1.95±0.56GPa,低于计算值和先前其它文献的试验值。 展开更多
关键词 单壁碳纳米管 数字散斑相关 弹性模量 拉伸强度
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云纹干涉法在新材料细观力学实验研究中的应用 被引量:10
14
作者 卿新林 福隆 秦玉文 《实验力学》 CSCD 北大核心 1994年第3期201-208,共8页
本文介绍了云纹干涉法用于新材料细观力学实验研究的几个典型例子,实验结果不仅为这些新材料的细观本构理论研究提供了重要的实验依据,同时也表明云纹干涉法是固体材料细观力学实验研究的有效手段之一。最后简要地分析了云纹干涉法在... 本文介绍了云纹干涉法用于新材料细观力学实验研究的几个典型例子,实验结果不仅为这些新材料的细观本构理论研究提供了重要的实验依据,同时也表明云纹干涉法是固体材料细观力学实验研究的有效手段之一。最后简要地分析了云纹干涉法在细观力学实验研究中的测量能力。 展开更多
关键词 云纹干涉法 细观力学 实验力学 云纹法
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高温云纹干涉法的进展 被引量:7
15
作者 谢惠民 福隆 +2 位作者 邹大庆 王国韬 张维 《光学技术》 CAS CSCD 1997年第2期22-27,共6页
本文对云纹干涉法在高温范围的测量应用进行了回顾。对制栅方法、高温云纹干涉光路系统及高温云纹干涉法在材料高温蠕变测量、高温蒸气管道现场蠕变测量。
关键词 云纹干涉法 高温 蠕变 高频光栅
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用云纹干涉法研究金属焊点的热变形问题 被引量:3
16
作者 吕建刚 傅承诵 福隆 《实验力学》 CSCD 北大核心 1997年第2期241-247,共7页
本文采用现代光测力学的云纹干涉法,对铜-可伐焊接件热应变问题进行了实验研究,确定了焊层的热应变特征,结果表明:由于热膨胀系数不匹配、焊层存在复杂的应力状态,它不仅受到焊板材料对它的剪切作用,而且受到纵向拉伸、挤压作用。
关键词 云纹干涉 焊接 热膨胀 热变形
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Experimental study about nano-deformation field near quasi-cleavage crack tip 被引量:10
17
作者 邢永明 福隆 杨卫FML 《Science China Mathematics》 SCIE 2000年第9期963-968,共6页
Using the nano-moiré method, we measure the near tip nanoscopic deformation on the [111] plane of single crystal silicon with a loaded quasi-cleavage crack running in the [110] direction. The measured strain dist... Using the nano-moiré method, we measure the near tip nanoscopic deformation on the [111] plane of single crystal silicon with a loaded quasi-cleavage crack running in the [110] direction. The measured strain distribution ahead of the crack tip agrees with the linear elastic fracture mechanics prediction up to 10 nm from the crack tip. Dislocations of Peierls type are detected and they extend from the crack tip over a length of hundreds of Burgers vectors. 展开更多
关键词 nano-moiré method BRITTLE materials CRACK TIP PEIERLS DISLOCATION deformation.
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利用材料拉压异性无损检测残余应力的新方法 被引量:5
18
作者 邢永明 雷振坤 +1 位作者 福隆 温秀梅 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第2期264-269,共6页
用实验手段研究了若干种材料在弹性范围内的拉压异性,发现某些材料的拉伸弹性模量与压缩弹性模量相差高达60%.从分析拉压异性产生的机理,描述了拉压异性材料的应力应交关系.在此基础上提出了一种基于材料拉压异性的残余应力无损... 用实验手段研究了若干种材料在弹性范围内的拉压异性,发现某些材料的拉伸弹性模量与压缩弹性模量相差高达60%.从分析拉压异性产生的机理,描述了拉压异性材料的应力应交关系.在此基础上提出了一种基于材料拉压异性的残余应力无损检测新方法,并进行了弯曲和扭转残余应力的典型实验.结果证明在某些条件下它是十分有效的,具有简便、精度高的特点. 展开更多
关键词 残余应力 无损检测 拉压异性 材料性能
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扫描隧道显微镜纳米云纹法的实验研究 被引量:6
19
作者 谢惠民 刘战伟 +4 位作者 尚海霞 郭海明 方岱宁 福隆 高鸿钧 《光学技术》 EI CAS CSCD 2003年第2期179-182,共4页
提出了应用扫描隧道显微镜(STM)纳米云纹法测量面内位移的原理。测量中,把扫描隧道显微镜的探针扫描线作为参考栅,把物质原子晶格栅结构作为试件栅,对这两组栅线干涉形成的云纹进行了纳米级变形测量。对扫描隧道显微镜纳米云纹的形成原... 提出了应用扫描隧道显微镜(STM)纳米云纹法测量面内位移的原理。测量中,把扫描隧道显微镜的探针扫描线作为参考栅,把物质原子晶格栅结构作为试件栅,对这两组栅线干涉形成的云纹进行了纳米级变形测量。对扫描隧道显微镜纳米云纹的形成原理及测量方法进行了详尽的讨论,并运用该方法对高定向裂解石墨(HOPG)的纳米级变形虚应变进行了测量研究,得到了随扫描范围变化的虚应变场,并与理论值进行了比较。 展开更多
关键词 实验研究 扫描隧道显微镜 纳米云纹 纳米测量 晶体光栅
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三维位移场(U,V,W)实时观测的云纹干涉法 被引量:5
20
作者 任晓辉 钟国成 福隆 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 1991年第5期589-594,T001,共7页
本文将一特殊布置的云纹干涉系统和一垂直入射试件栅的麦克尔逊干涉系统组和起来,利用云纹干涉系统测量两个面内位移分量U、V,垂直入射的麦克尔逊干涉系统测量离面位移分量 W。调节云纹干涉系统中入射光的入射角,使正、负一级衍涉波的... 本文将一特殊布置的云纹干涉系统和一垂直入射试件栅的麦克尔逊干涉系统组和起来,利用云纹干涉系统测量两个面内位移分量U、V,垂直入射的麦克尔逊干涉系统测量离面位移分量 W。调节云纹干涉系统中入射光的入射角,使正、负一级衍涉波的传播方向偏离开试件栅法向一微小角度,从而使一级衍涉波的频谱点与麦克尔逊干涉系统中的零级衍涉波的频谱点在频谱面上分开。利用小反射镜的反射来改变一级衍射波的传播方向,从而使我们在三个彼此分开的成像面上同步实时观测到三维位移场的条纹图。文中给出了严格的理论推导和实验验证。 展开更多
关键词 三维 位移场 云纹干涉法
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